Progettazione, filtrazione dell'aria, trattamenti specifici, recupero del calore e importanza della manutenzione

Progettazione

Per massimizzare l'efficacia di un impianto di ventilazione meccanica controllata è fondamentale una progettazione accurata, un dimensionamento adeguato e una manutenzione costante da parte di personale specializzato. La progettazione di un impianto VMC richiede un'analisi approfondita delle componenti dell’edificio, dell’ambiente circostante, della destinazione d’uso e delle esigenze dei suoi occupanti. Tale processo include:

1. La valutazione preliminare che deve considerare le dimensioni dell’edificio, il numero di locali, le attività ivi svolte, gli orari di occupazione e le specifiche caratteristiche di comfort interno;
2. L' analisi delle fonti di inquinamento indoor, identificando elementi che possono rilasciare composti organici volatili, umidità e altri inquinanti (persone, animali domestici, materiali da costruzione, apparecchiature);
3. Il dimensionamento dell’impianto, che avviene mediante il calcolo del flusso d’aria necessario, nel rapporto mc/h, e porta alla scelta delle sezioni dei condotti, della potenza dei ventilatori e dell’ubicazione dei punti di ripresa e mandata per garantire una ventilazione adeguata (un’unità sottodimensionata non sarà efficace, mentre una sovradimensionata potrebbe comportare sprechi energetici). In questa fase, la scelta dei componenti è essenziale e necessariamente specifica caso per caso: la selezione dei ventilatori (scegliendo tecnologie a basso impatto acustico laddove sia necessario garantire un ambiente più silenzioso), la tipologia di filtri scelti in base all’analisi eseguita in merito agli inquinanti presenti, gli scambiatori di calore più adatti, l’unità di trattamento aria (UTA) con batterie di post-trattamento, nonché i sensori e i sistemi di controllo, in base allo standard di set di qualità dell’aria e termoigrometrico desiderato.

Sistemi di filtrazione

I filtri integrati nelle unità VMC assicurano che l’aria introdotta negli ambienti sia depurata da particelle dannose, migliorando la qualità dell'aria interna e ottimizzando l'efficienza energetica, una filtrazione inadeguata rischierebbe infatti di introdurre polveri, allergeni e altri contaminanti. La classe di filtrazione è normata a livello internazionale e indica l'efficacia di un filtro nel catturare particelle di varie dimensioni; le classi di filtrazione più comuni sono definite dalle normative UNI EN ISO 16890 (che ha sostituito la UNI EN 779) per i filtri a media efficienza e dalla UNI EN 1822 per i filtri ad alta efficienza come HEPA e ULPA. La normativa citata prevede le seguenti tipologie di filtro: 

1. Filtri grossolani o primari (ISO Coarse/ex G1-G4): rimuovono particelle di dimensioni superiori a 10 µm, come polvere e sabbia.
2. Filtri a media efficienza (ISO ePM10/ex M5-M6): trattengono particelle di dimensioni comprese tra 1 e 10 µm, come pollini e spore.
3. Filtri fini (ISO ePM2,5 – ISO ePM1/ex F7-F9): ideali per trattenere particelle di dimensioni più piccole, tra 0,3 e 1 µm, come batteri e particolato fine.
4. Filtri HEPA e ULPA (semi-assoluti e assoluti): progettati per catturare particelle ultra-fini (<0,3 µm), come virus e particolato ultrafine.
    

Trattamenti specifici: muffe, batteri, virus

L’evoluzione tecnologica nel campo della ventilazione meccanica controllata ha reso possibile non solo il ricambio dell’aria indoor, ma anche il trattamento attivo dei contaminanti attraverso sistemi avanzati di sanificazione. In particolare, l’integrazione di batterie di post-trattamento basate su ionizzazione e fotocatalisi rappresenta una soluzione efficace per purificare l’aria da particolato fine, composti organici volatili (VOC), muffe, batteri, virus e altri inquinanti aerodispersi. La ionizzazione bipolare è un processo mediante il quale un generatore introduce nell'aria ioni, caricati positivamente e negativamente, i quali reagiscono con le particelle presenti nella miscela gassosa atmosferica: il principio chimico alla base di questo fenomeno si basa sulla capacità di tali ioni di interagire con i contaminanti modificandone la struttura chimico-fisica.

Nel caso del particolato sospeso, gli ioni si legano alle particelle inducendo un’aggregazione che ne aumenta la massa; questo provoca una deposizione più rapida e la successiva cattura nei filtri della VMC, migliorando sensibilmente l’efficienza del filtraggio. Per quanto riguarda i composti organici volatili (VOC) e gli agenti patogeni, gli ioni interagiscono con la membrana cellulare di batteri e virus o con le strutture chimiche dei VOC determinandone la decomposizione: le reazioni più comuni sono ossidative, dove gli ioni generano specie reattive dell’ossigeno (ROS) che attaccano i legami molecolari degli inquinanti. Dal punto di vista progettuale-costruttivo, l’integrazione di un generatore di ionizzazione all’interno di un impianto VMC richiede:

1. Un modulo ionizzatore a monte della distribuzione dell’aria, in genere integrato nei canali o nelle unità di trattamento dell’aria (UTA);
2. Un sistema di alimentazione ad alta tensione che fornisca l’energia necessaria alla generazione degli ioni;
3. Un controllo elettronico che ne regoli l’intensità, per evitare eccessiva produzione di ozono, essendo quest’ultimo un sottoprodotto indesiderato in alcuni sistemi.

L’efficacia del processo è strettamente legata alla qualità e alla quantità di ioni prodotti, alla turbolenza del flusso d’aria e all’umidità relativa, che può favorire o ostacolare le reazioni di ionizzazione.

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